遙控機器人系統幫助外科醫生遠程治療中風

麻省理工學院（MIT）的工程師開發了一個新的遙控機器人系統，能夠讓外科醫生遠程治療中風或動脈瘤的患者。該系統使用一個操縱桿，讓外科醫生可以在醫院控制遠程的機器人手臂，從而在腦功能保存和拯救生命的關鍵時間窗口內進行手術。

這項研究發表在 Science Robotics 上。

機器人系統的運動是通過磁鐵控制的，旨在遠程協助血管內介入治療。這些治療通常需要外科醫生手動引導一根細線到血栓，以物理清除阻塞或輸送藥物。

然而，神經血管外科醫生通常在大型醫學機構工作，這使得他們難以在需要時在偏遠地區進行手術。

啟用遠程操作

根據 MIT 團隊的說法，這個機器人系統可以安裝在小型醫院，讓受過訓練的外科醫生從大型醫學機構遠程控制它。系統具有醫用級別的機器人手臂，手腕上附有一個磁鐵。操縱桿和實時影像允許操作員調整磁鐵的方向和操控機器人手臂，引導一根細線穿過動脈和血管。

在測試階段，使用了一個具有透明模型的血管，模擬大腦的血管，神經外科醫生可以遠程控制機器人手臂，引導線到目標位置。只需一小時的訓練，他們就能夠做到這一點。

Xuanhe Zhao 是 MIT 的機械工程和土木與環境工程教授。

“我們想象，與其將患者從農村地區運送到大城市，不如讓他們去當地醫院，護士可以設置這個系統。神經外科醫生可以在大型醫學中心觀看患者的實時影像，並使用機器人在那個黃金時間內進行手術。那是我们的未來夢想，” Zhao 說。

機器人系統越來越多地被研究作為血管內介入手術的輔助技術。

Yoonho Kim 是這項研究的第一作者。

“但是，讓機器人以與外科醫生相同的複雜程度扭轉是具有挑戰性的，” Kim 說。“我們的系統基於一個根本不同的機制。”

測試系統

機器人系統在 MGH 的導管實驗室進行了測試，該實驗室是一個用於血管內介入手術的操作室。系統與一個真人大小的硅膠血管模型一起安裝。操縱桿設置了一個顯示模型實時影像的監視器，操作員可以在使用操縱桿遠程引導線的同時觀看。

團隊使用該系統清除了位於難以到達區域的模擬血栓。引導線到達血栓後，外科醫生使用標準的血管內介入方法將一根微導管沿著線路到達血栓的位置。然後，線路被抽回。

“磁性導線的主要目的是快速、安全地到達目標位置，以便標準設備如微導管可以用於輸送治療藥物，” Kim 說。“我們的系統就像是一個路徑探索者。”

Kim 希望這個新系統能夠幫助患者在關鍵時間內接受治療。他還相信它可以讓外科醫生在進行其他血管手術時受益，因為他們在接受 X 光成像的輻射時會受到傷害。

“神經外科醫生可以在另一個房間甚至在另一個城市操作機器人，而不會反覆受到 X 光的輻射，” Zhao 說。“我們對這項技術對全球健康的潛在影響感到非常興奮，因為中風是死亡和長期殘疾的主要原因之一。”

這項研究的其他共同作者包括來自 MIT 的 Emily Genevriere 和 Jaehun Choe，以及來自麻省總醫院（MGH）的 Pablo Harker、Robert Regenhardt、Justin Vranic、Adam Dmytriw 和 Amal Patel。來自 Philips Research North America 的 Marcin Balicki 也參與了這項研究。